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在分析三相交流電路中的負載連接方法及關(guān)系時(shí),必然要聯(lián)系到線(xiàn)值及相值的關(guān)系,為理解其概念,首先應掌握有關(guān)定義。
1)線(xiàn)電壓。指相線(xiàn)(火線(xiàn))與相線(xiàn)之間的電壓,即L1(U) 、L2(V)與L3(W)兩兩之間的電壓,通常用U線(xiàn)表示。我國低壓供電系統中的線(xiàn)電壓為380V,高壓供電系統中的線(xiàn)電壓為10kV、35kV、110kV等。
2)相電壓。指電源的每相繞組或每相負載兩端的電壓,通常用U相表示。低壓供電系統中的相電壓為220V,高壓10kV供電系統中的相電壓為5.8kV。
3)線(xiàn)電流。指流過(guò)相線(xiàn)中的電流,通常用I線(xiàn)表示。
4)相電流。指流過(guò)電源每相繞組或每相負載中的電流,通常用I相表示。
當三相負載的性質(zhì)(電阻性、電感性或電容性)和大小都相同,即為三相對稱(chēng)負載或三相平衡負載時(shí):
星形連接電源的線(xiàn)電壓是負載相電壓的√3倍,即:U線(xiàn)=√3U相,即380V=1.732*220V,相位上,線(xiàn)電壓超前其對應的相電壓30度。線(xiàn)電流等于相電流,即I線(xiàn)=I相。任何時(shí)刻流經(jīng)三相的電流矢量和等于零。
三角形連接負載的相電壓等于電源的線(xiàn)電壓,即U相=U線(xiàn),電源的線(xiàn)電流等于負載相電流的√3倍,即I線(xiàn)=√3I相,且線(xiàn)電流相位滯后于相電流相位30度。
電機的星形和三角形接法
電機星形接法和三角形接法都是指電機本身的繞組接法,星形接法指將電機繞組三相末端接在一起,三相首端為電源端;三角形接法指將三相繞組首尾互相連接,三個(gè)端點(diǎn)為電源端。接線(xiàn)方法如下圖所示:
從上圖可以看出,上下樁依次聯(lián)結是三角形,上面三根樁接一起是星形,根據前文可知電機三角形接法時(shí)線(xiàn)電壓等于相電壓,線(xiàn)電流等于相電流的約1.73倍;電機星形接法時(shí)線(xiàn)電壓等于相電壓的約1.73倍,線(xiàn)電流等于相電流。
兩種接法比較
三角形接法:有助于提高電機功率。缺點(diǎn),啟動(dòng)電流大,繞組承受電壓大,增大了絕緣等級。
星形接法:有助于降低繞組承受電壓,降低絕緣等級,降低了啟動(dòng)電流。缺點(diǎn),電機功率減小。
在我國一般3-4kW以下較小電機都規定接成星形,以上較大電機都規定接成三角形。當較大功率電機輕載啟動(dòng)時(shí),可采用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)(啟動(dòng)時(shí)接成星形,運行時(shí)換接成三角形),好處是啟動(dòng)電流可以降低到1/3。
Y-△降壓?jiǎn)?dòng)電路
對于正常運行時(shí)定子繞組接成三角形的三相異步電動(dòng)機,可采用Y-△減壓?jiǎn)?dòng)。啟動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成星形,使得每相繞組電壓為正常運行時(shí)相電壓的1/√3,啟動(dòng)完畢再恢復成三角形聯(lián)結,電動(dòng)機便進(jìn)入全壓下正常運行。其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)設備成本低、方法簡(jiǎn)單易操作。雖然此法的啟動(dòng)電流降至全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的1/3,但啟動(dòng)轉矩只有額定轉矩的1/3,故這種方法多用于輕載或空載啟動(dòng)。
減壓?jiǎn)?dòng)控制電路圖如下圖所示:
電路工作原理:合上電源隔離開(kāi)關(guān)QS,按下起動(dòng)按鈕SB2,KM1得電并自鎖,KM3通電,KM3主觸頭閉合,電動(dòng)機接成Y形聯(lián)結,接入三相電源進(jìn)行減壓起動(dòng),同時(shí)時(shí)間繼電器KT通電并開(kāi)始計時(shí),經(jīng)一段時(shí)間延時(shí)后,KT的延時(shí)常閉觸頭斷開(kāi),KM3失電釋放,電動(dòng)機Y中性點(diǎn)斷開(kāi),同時(shí)KT的延時(shí)常開(kāi)觸頭閉合,KM2通電自鎖,電動(dòng)機接成△聯(lián)結運行,同時(shí)用KM2斷開(kāi)KT線(xiàn)圈,另外輔助觸頭KM2和KM3為互鎖觸頭,防止KM2和KM3同時(shí)帶電。至此,電動(dòng)機Y-△減壓起動(dòng)過(guò)程結束,電動(dòng)機投入正常運行。停車(chē)時(shí),按下SB1即可。
關(guān)于時(shí)間繼電器KT的延時(shí)時(shí)間可按估算公式:功率開(kāi)方后乘以2再加4s即可。例如電動(dòng)機功率為16kW,則延時(shí)時(shí)間t=2*√16+4=12s。
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